(57)【要約】【課題】  簡単な構成で設置が容易であり、かつ、安定したシール性を有する吸出管用止水装置を提供する。【解決手段】  フランシス水車Ｔからの吸出水を放水路Ｒに導くための吸出管Ｄの内部に設置され、吸出管Ｄを止水するための吸出管用止水装置１であって、吸出管Ｄ内をフランシス水車Ｔ側と放水路Ｒ側とに仕切る仕切板３と、空気を入れると膨らんで仕切板３と吸出管Ｄの内周面との間を密閉し、吸出管Ｄの内周面を押圧して仕切板３を吸出管Ｄ内に保持する環状チューブ２とを備える。【選択図】  図３
2007198174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水車からの吸出水を放水路に導くための吸出管の内部に設置され、前記吸出管を止水するための吸出管用止水装置であって、
前記吸出管内を前記水車側と前記放水路側とに仕切る仕切部と、
気体を入れると膨らんで前記仕切部と前記吸出管の内周面との間を密閉し、前記吸出管の内周面を押圧して前記仕切部を前記吸出管内に保持するシール部と、
を備えたことを特徴とする吸出管用止水装置。
【請求項２】
前記シール部が環状に形成され、このシール部の環内を塞ぐように板状の仕切部が配設されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の吸出管用止水装置。
【請求項３】
前記仕切部が折り畳み可能に形成されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の吸出管用止水装置。
【請求項４】
水車からの吸出水を放水路に導くための吸出管の内部に、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の吸出管用止水装置を設置する設置方法であって、
前記吸出管内に設置されている作業足場の前記放水路側の面に当接するように前記仕切部を位置させて、前記シール部内に気体を入れる、
ことを特徴とする吸出管用止水装置の設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水力発電所などにおいて水車・発電設備の内部を点検、整備等する際に、吸出管（ドラフト管）を止水するための止水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水力発電所などにおいては、水車からの吸出水を放水路に導くための吸出管（ドラフト管）が設置されている。この吸出管を介して下流側（放水路側）から水車側に水が流入（逆流）する場合があるため、水車の内部などを点検、整備等する際には、吸出管を止水する必要がある。この止水方法として、従来、吸出管内に鉄板を溶接していたが、繰り返し溶接を行うことによって吸出管の母材に熱影響を与えるとともに、狭い吸出管内で溶接作業を行うため作業性が悪く、溶接品質も不安定であった。このため、溶接によらずに、吸出管を止水する止水装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この止水装置は、吸出管内に固定される梁部材と、この梁部材に固定されて吸出管の内部を上下に仕切る踏板と、この踏板と吸出管の内周面との間を水密に封止するシール部とを備えている。また、シール部は、複数の押圧部材と押圧機構とを備え、押圧部材と吸出管の内周面との間にシール材が配設され、押圧機構によって押圧部材を吸出管の内周面側に押圧することで、シール材が押圧されて踏板と吸出管の内周面との間が封止される構造となっている。一方、吸出管の内壁には、梁部材を固定するために凹状のビーム支持部を形成する必要がある。そして、このような止水装置を吸出管内に設置するには、複数に分割された梁部材を吸出管内に搬入し、ビーム支持部に梁部材を固定しながら、各梁部材をそれぞれ接続する。次に、複数に分割された踏板を吸出管内に搬入して、各踏板を梁部材に固定し、複数の押圧部材を踏板に取り付ける。さらに、押圧部材と吸出管の内周面との間にシール材を配設し、各押圧機構によってそれぞれの押圧部材を吸出管の内周面側に押圧するものである。
【特許文献１】特開２０００−２３０４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１に記載されているような止水装置では、構成要素が多く、構造が複雑であるばかりでなく、設置に多くの時間と労力とを要する。すなわち、止水装置を設置するには、梁部材や押圧部材などの多くの部材を吸出管内に搬入してこれらを組み付けなければならず、しかも狭い吸出管内での設置作業であるため作業性が悪く、設置に多くの時間と労力とを要する。さらに、吸出管の内壁にビーム支持部を要するため、既存の吸出管そのものを加工（工事）する必要がある。また、複数の押圧機構および押圧部材によってシール材を吸出管の内周面に押圧するため、各押圧機構による押圧力が均一でないと、シール材によるシール性（水密性）も均一性となる。しかし、各押圧機構による押圧力を均一にすることは困難であり、止水装置のシール性に不安定要因を有することになる。
【０００５】
そこで本発明は、簡単な構成（構造）で設置が容易であり、かつ、安定したシール性を有する吸出管用止水装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、水車からの吸出水を放水路に導くための吸出管の内部に設置され、前記吸出管を止水するための吸出管用止水装置であって、前記吸出管内を前記水車側と前記放水路側とに仕切る仕切部と、気体を入れると膨らんで前記仕切部と前記吸出管の内周面との間を密閉し、前記吸出管の内周面を押圧して前記仕切部を前記吸出管内に保持するシール部と、を備えたことを特徴としている。
（作用）
仕切部によって吸出管内が仕切られ、シール部内に気体を入れることで仕切部と吸出管の内周面との間が密閉される。と同時に、シール部が吸出管の内周面を押圧し、シール部によって仕切部が吸出管内に保持されて、仕切部とシール部とによって吸出管が止水される。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の吸出管用止水装置において、前記シール部が環状に形成され、このシール部の環内を塞ぐように板状の仕切部が配設されていることを特徴としている。
（作用）
板状の仕切部によってシール部の環内からの水の流入が遮断され、シール部によって仕切部と吸出管の内周面との間が密閉される。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の吸出管用止水装置において、前記仕切部が折り畳み可能に形成されていることを特徴としている。
（作用）
吸出管用止水装置を吸出管内に設置する場合には仕切部を伸ばし（展開し）、吸出管用止水装置を使用しない場合には仕切部を折り畳む。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、水車からの吸出水を放水路に導くための吸出管の内部に、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の吸出管用止水装置を設置する設置方法であって、前記吸出管内に設置されている作業足場の前記放水路側の面に当接するように前記仕切部を位置させて、前記シール部内に気体を入れることを特徴としている。
（作用）
作業足場の放水路側の面（下面）に当接するように仕切部を位置させて、シール部内に気体を入れると、シール部が膨らんで仕切部と吸出管の内周面との間が密閉される。と同時に、シール部が吸出管の内周面を押圧し、シール部によって仕切部が吸出管内に保持される。これにより、作業足場の放水路側の面に当接するように吸出管用止水装置が設置される。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、吸出管用止水装置が仕切部とシール部とによる簡単な構成であり、シール部内に気体を入れることで、仕切部とシール部とによって吸出管が止水される。しかも、シール部内に気体を入れるだけで、仕切部が吸出管内に保持されるため、すなわち吸出管用止水装置が吸出管内に設置されるため、吸出管用止水装置の設置が極めて容易となる。また、気体を入れるとシール部が膨らんで仕切部と吸出管の内周面との間が密閉（シール）されるため、すなわち気体の圧力（静水圧）によって密閉されるため、仕切部と吸出管の内周面との間を均一かつ安定して密閉することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、シール部の環内を塞ぐように板状の仕切部が配設されているため、仕切部を足場板として利用することができ、水車の内部などの点検、整備等を容易かつ安全に行うことができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、吸出管用止水装置を使用しない場合には、シール部内から気体を抜いて仕切部を折り畳むことで、吸出管用止水装置をコンパクトな状態で搬送したり、保管場所に保管したりすることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、作業足場の放水路側の面に当接するように吸出管用止水装置が設置されるため、放水路側（下流側）から水が流入（逆流）した場合に、吸出管用止水装置にかかる水圧が作業足場に伝わり、作業足場によって吸出管用止水装置が支持される（シール部による仕切部の保持が支持される）。このため、吸出管用止水装置による止水が良好に維持される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係わる吸出管用止水装置１を示す正面図（ａ）と平面図（ｂ）である。この吸出管用止水装置１は、主として、環状チューブ２（シール部）と仕切板３（仕切部）とから構成されている。
【００１６】
環状チューブ２は、自動車タイヤのチューブ（インナーチューブ）と同様に、ゴム製で円環状に形成され、空気を流入出するためのバルブ２１が取り付けられている。そして、バルブ２１から空気（気体）を入れると膨らんで断面が円形の管（チューブ）がドーナツ状になり、バルブ２１から空気を流出させると縮んで平たくなるようになっている。また、環状チューブ２の膨らんだ状態での外径は、後述する吸出管Ｄの内径よりも大きく設定されている。すなわち、後述のように環状チューブ２が一定の高圧で膨らんだ際に、環状チューブ２が吸出管Ｄの全内周面に接触して仕切板３と吸出管Ｄの内周面との間が密閉（水密にシール）されるとともに、環状チューブ２が吸出管Ｄの内周面を押圧して仕切板３が吸出管Ｄ内に保持されるように、環状チューブ２の膨らんだ状態での外径が設定されている。
【００１７】
仕切板３は、板状で樹脂製の第１仕切板３１と第２仕切板３２とを備えている。第１仕切板３１と第２仕切板３２とはともに半円形で、それぞれの直線部同士が蝶番３３（ヒンジ）によって接続されている。また、第１仕切板３１の直線縁端にシール材３４（パッキン）が接着され、第１仕切板３１と第２仕切板３２とを広げて（展開して）一平面状にした状態で円形の仕切板３が形成され、かつ、第１仕切板３１と第２仕切板３２との間がシール材３４によって密閉（水密にシール）されるようになっている。このような仕切板３の外径は、環状チューブ２が膨らんだ状態での外径よりも小さく、環状チューブ２が膨らんだ状態での内径よりも大きく設定されている。そして、環状チューブ２の環内を塞ぐように仕切板３の下面３ａ（蝶番３３と反対側の面）と環状チューブ２の上面２ａとが接合されて、吸出管用止水装置１が構成されている。
【００１８】
このような吸出管用止水装置１の環状チューブ２に空気を入れると、上記のように環状チューブ２がドーナツ状に膨らむとともに、その膨らみに伴って第１仕切板３１と第２仕切板３２とが開いて円形の仕切板３が形成されるようになっている。そして、後述のようにして吸出管用止水装置１を吸出管Ｄ内に設置すると、仕切板３によって吸出管Ｄ内がフランシス水車Ｔ側と放水路Ｒ側とに仕切られる。一方、環状チューブ２から空気を抜くと、上記のように環状チューブ２が縮んで平たくなり、蝶番３３を介して第１仕切板３１と第２仕切板３２とを折り畳むことができるものである。
【００１９】
次に、このような構成の吸出管用止水装置１の設置方法などについて、図２から図４に基づいて説明する。図中Ｔはフランシス水車（水車）で、このフランシス水車Ｔの出力軸Ｔ１に発電機（図示せず）が連結されている。フランシス水車ＴのケーシングＴ２には取水管Ｓが接続され、フランシス水車Ｔの吸出口Ｔ３には吸出管Ｄが接続されている。そして、取水口（図示せず）からの水が取水管Ｓを介してフランシス水車Ｔに供給されてフランシス水車Ｔが回転し、フランシス水車Ｔからの吸出水が吸出管Ｄを介して放水路Ｒに導かれるようになっている。
【００２０】
吸出管Ｄの上端部側（フランシス水車Ｔ側）には、作業者などが出入りするためのマンホールＤ１が設けられ、このマンホールＤ１の下方に位置する吸出管Ｄ内に２本の作業足場Ｄ２が設置されている。すなわち、吸出管Ｄの内壁に凹状の足場支持部Ｄ３が互いに対向して２対形成され、この足場支持部Ｄ３に作業足場Ｄ２の両端部が支持された状態で設置されている。なお、このような構成の吸出管Ｄは、従来からある既存の吸出管と同等の構成であり、吸出管用止水装置１を設置するために、別途加工や設置を施したものではない。
【００２１】
このような吸出管Ｄ内に吸出管用止水装置１を設置するには、まず、上記のようにして環状チューブ２から空気を抜いた状態で第１仕切板３１と第２仕切板３２とを折り畳み、吸出管用止水装置１をマンホールＤ１から吸出管Ｄ内に搬入する。次に、吸出管用止水装置１を作業足場Ｄ２の下方（放水路Ｒ側）に位置させて、第１仕切板３１と第２仕切板３２とを広げて、仕切板３を作業足場Ｄ２の下面（放水路Ｒ側の面）に当接させる。この際、作業者は作業足場Ｄ２の上に乗って作業を行うことができる。そして、この状態で、バルブ２１から環状チューブ２内に空気（圧縮空気）を入れて、環状チューブ２を膨らませるとともに、環状チューブ２内を一定の高圧にする。すなわち、環状チューブ２によって仕切板３と吸出管Ｄの内周面との間が強く密閉されて放水路Ｒ側（下流側）からの水がフランシス水車Ｔ側に流入（逆流）せず、かつ、環状チューブ２が吸出管Ｄの内周面を押圧して仕切板３が吸出管Ｄ内に強固に保持されるような高圧に、環状チューブ２内を加圧する。なお、このような高圧に耐えられるように、環状チューブ２の素材（ゴム）の材質、厚みなどが選択、設定されている。これにより、環状チューブ２によって仕切板３と吸出管Ｄの内周面との間が密閉され、かつ、仕切板３が吸出管Ｄ内に保持された状態で、作業足場Ｄ２の下面に当接するように吸出管用止水装置１が設置される。
【００２２】
このようにして吸出管用止水装置１を設置した状態では、仕切板３によって吸出管Ｄ内が仕切られ、仕切板３と吸出管Ｄの内周面との間が環状チューブ２によって密閉されるため、放水路Ｒ側からの水がフランシス水車Ｔ側に流入することが止水（防止）される。このため、作業者は吸出管用止水装置１よりもフランシス水車Ｔ側に位置した状態で、水の流入を気にすることなく、フランシス水車Ｔの内部などを点検、整備等することができる。一方、フランシス水車Ｔの点検、整備等が終了した場合には、環状チューブ２から空気を抜き取り、環状チューブ２を縮めて平たくした状態で、第１仕切板３１と第２仕切板３２とを折り畳む。そして、吸出管用止水装置１をマンホールＤ１から吸出管Ｄ外に搬出すればよい。
【００２３】
このような構成の吸出管用止水装置１によれば、主として環状チューブ２と仕切板３とによる簡単な構成（構造）であり、環状チューブ２内に空気を入れることで、環状チューブ２と仕切板３とによって吸出管Ｄが止水される。しかも、環状チューブ２内に空気を入れるだけで、仕切板３が吸出管Ｄ内に保持されるため、すなわち吸出管用止水装置１が吸出管Ｄ内に設置されるため、吸出管用止水装置１の設置が極めて容易となる。また、空気を入れると環状チューブ２が膨らんで仕切板３と吸出管Ｄの内周面との間が密閉されるため、すなわち空気の圧力（静水圧）によって密閉されるため、仕切板３と吸出管Ｄの内周面との間を均一かつ安定して密閉することができる。
【００２４】
さらに、仕切板３が板状で、環状チューブ２の環内を塞ぐように環状チューブ２の上面２ａに配設されているため、作業者は仕切板３を足場板として利用することができ、フランシス水車Ｔの内部などの点検、整備等を容易かつ安全に行うことができる。一方、吸出管用止水装置１を使用しない場合には、環状チューブ２内から空気を抜いて第１仕切板３１と第２仕切板３２とを折り畳むことができる。このため、吸出管用止水装置１をコンパクトな状態で搬送（搬出入）したり、保管場所に保管したりすることができる。
【００２５】
また、本実施形態では、上記のように、作業足場Ｄ２の下面に当接するように吸出管用止水装置１を設置しているため、放水路Ｒ側から水が流入した場合に、吸出管用止水装置１にかかる水圧が作業足場Ｄ２に伝わり、作業足場Ｄ２によって吸出管用止水装置１が強固に支持される。つまり、環状チューブ２による仕切板３の保持が強固に支持される。このため、吸出管用止水装置１による止水が良好に維持される。さらに、環状チューブ２への空気の入出だけで、吸出管用止水装置１を設置、取り外すことができ、吸出管用止水装置１を繰り返して使用することができる。
【００２６】
以上、この発明の実施形態について説明したが、具体的な構成は、本実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、本実施形態では、仕切板３を２つの仕切板３１、３２に分割しているが、さらに多くの仕切板に分割して吸出管用止水装置をさらにコンパクトに折り畳めるようにしてもよい。また、仕切板３を分割せずに１枚の板から構成して仕切板３の強度や密閉性を高めるようにしてもよい。さらに、２つの仕切板３１、３２を接続板などで固定し、仕切板３の強度を高めるようにしてもよく、設置作業性などを向上させるために、２つの仕切板３１、３２を広げた状態で仮止めするフックや、取手などを設けてもよい。さらには、吸出管用止水装置１を設置する際に、仕切板３を作業足場Ｄ２に固定するようにしてもよい。
【００２７】
また、本実施形態では、シール部が円環状の環状チューブ２であるが、図５に示すように、シール部４１を円盤状として、このシール部４１の上面に板状の仕切部４２を接合させて、吸出管用止水装置４を構成してもよい。さらには、シール部と仕切部とが一体で構成されている吸出管用止水装置であってもよい。すなわち、吸出管用止水装置を風船のような膨張体（図５のシール部４１に相当）で構成し、その中央部を仕切部とし、外周部（吸出管Ｄの内周面側）をシール部とするようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に係わる吸出管用止水装置を示す正面図（ａ）と平面図（ｂ）である。
【図２】本発明の実施形態に係わる吸出管用止水装置とフランシス水車などとの位置関係を示す概略断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係わる吸出管用止水装置を吸出管内に設置した状態を示す断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係わる第２の吸出管用止水装置を示す正面図（ａ）と平面図（ｂ）である。
【符号の説明】
【００２９】
１          吸出管用止水装置
２          環状チューブ（シール部）
２１        バルブ
３          仕切板（仕切部）
３１        第１仕切板
３２        第２仕切板
３３        蝶番
３４        シール材
Ｔ          フランシス水車（水車）
Ｓ          取水管
Ｄ          吸出管
Ｄ１        マンホール
Ｄ２        作業足場
Ｄ３        足場支持部
Ｒ          放水路
【図１】
2007198174.tif 000003
【図２】
2007198174.tif 000004
【図３】
2007198174.tif 000005
【図４】
2007198174.tif 000006
【図５】
2007198174.tif 000007